電力電纜的故障診斷與分析儀器

 電力電纜故障可分為開路故障、低阻故障和高阻故障三種類型。
    若電纜相間或相對地的絕緣電阻值達到所要求的規范值，但工作電壓不能傳輸到終端，或雖然終端有電壓但負載能力較差，這類故障稱開路故障。若電纜相間或相對地的絕緣受損，其絕緣電阻減小到一定程度的故障稱為低阻故障。相對于低阻故障，若電纜相間或相對地的故障電阻較大，則稱為高阻故障，它包括泄漏性高阻故障和閃絡性高阻故障。泄漏性高阻故障是指隨試驗電壓的升高而泄漏電流逐漸增大，且大大超過規定的泄漏值的故障。閃絡性高阻故障是指絕緣電阻值很大，當試驗電壓升高到一定值時，泄漏電流突然增大的故障。
    在進行電纜故障探測時，先需要進行電纜故障性質判斷，通常是將電纜脫離供電系統，并按下列步驟測量：
    1.用絕緣電阻測試儀測量每相對地絕緣電阻，如絕緣電阻指示為零，可用萬用表或回路電阻測試儀進行測量，以判斷是高阻還是低阻接地；
    2.測量兩相之間的絕緣電阻，以判斷是否是相間故障；
    3.將另一端三相短路，測量其線芯直流電阻，以判斷是否有開路故障。
    一、電纜故障探測技術
    采用的方法主要為低壓脈沖法和高壓閃絡法。
    低壓脈沖法可測量電纜中出現的開路故障、相間或相對地低阻故障；
    高壓閃絡法可用于探測高阻故障。
    低壓脈沖法測量原理是依據均勻傳輸線中波傳輸與反射的原理。將被測電纜看作是一均勻傳輸線，它每一點的特性阻抗是相等的，當從電纜一端發射一低壓脈沖波時，由于故障點的阻抗發生了變化，電磁波傳播到該點處就發生折、反射現象，反射電壓U_e與入射電壓U_i滿足關系式：

    其中：Z_c為電纜的特性阻抗，Z為電纜故障點的等效波阻抗。對于低電阻故障，若故障點對地電阻為R，則該點的等效波阻抗Z＝R／Z_c；對于開路故障，若故障電阻為R，則該點的等效阻抗Z＝R＋Z_c。
    當-1＜β＜0時：說明低阻抗點存在反射波，且反射波與入射波反極性。R愈小，β愈大，U_e愈大；
    當R＝0為短路故障時，β＝-1，U_e＝-U_i：電壓波在短路故障點產生全反射；
    當0＜β＜＋1時：說明開路故障點也存在反射波，且反射波與入射波同極性。R愈大，β愈大，U_e愈大；
    當R＝∞，即為斷線故障時，β＝＋1，U_e＝-U_i：電壓波在斷線故障點產生開路全反射。
    實際用儀器測量低阻、開路故障時，是由機內產生一寬度為0.1～2µs、幅度大于120V的低壓脈沖，在t₀時刻加到電纜故障相一端。此時脈沖以速度v向電纜故障點傳播，并經過同樣的時間?t時間后到達故障點，并產生反射脈沖，反射脈沖波又以同樣的速度v向測量端傳播，并經過同樣的時間?t于t1時刻到達測量端。若設故障點到測量端的距離為L